MacMillan催化剂功能化的酚醛树脂的合成、表征及催化性能研究

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MacMillan催化剂是Macmillan等人于2000年报道的一种基于手性咪唑烷酮骨架有机小分子催化剂。此催化剂目前最受关注和最为通用的有机小分子催化剂之一,可以高效和高对映选择性地催化一系列有机反应。然而,MacMillan催化剂的主要缺点是催化剂用量比较大且不能回收利用,这一缺点限制了它的大规模应用。一种比较有效的能够解决这一问题的方法是催化剂的多相化。目前最常用的催化剂的多相化方式是固载,固载在一定程度上可以解决均相催化剂不能回收利用的问题,但是其缺点是催化剂载入量低且分布不均匀,容易团聚,不利于传质等,因而往往催化效果比相应的均相催化剂差。因此,对于更为高效的MacMillan催化剂的多相化方式的开发具有重要的科学意义和实用价值。本论文研究工作即是围绕这一问题来开展,具体的研究内容为:以含有苯酚基团的MacMillan催化剂为前驱体,通过"bottom-up"的方式构建MacMillan催化剂功能化的的酚醛树脂,并将其用于多相催化研究;在模板剂的作用下,用溶剂挥发诱导自组装的方法合成了MacMillan催化剂功能化的有序介孔的酚醛树脂。在论文的第一章中,我们简单介绍了MacMillan催化剂在均相催化和多相催化中的应用、"bottom-up"的策略在合成多相催化剂中的应用以及孔状材料在多相催化中的应用。在论文的第二章中,我们报道了MacMillan催化剂功能化的酚醛树脂的合成、表征及其在多相催化中的应用。首先,我们以便宜易得的缬氨酸为原料合成了两种含有苯酚基团的MacMillan催化剂4和6,然后在氢氧化钠的作用下,4和6分别和甲醛缩合形成MacMillan催化剂功能化的线型酚醛树脂;同时我们也在上述合成方法中掺入苯酚,合成了MacMillan催化剂功能化的网型酚醛树脂。以肉桂醛和环戊二烯的不对称D-A反应为模型反应,我们详细考察了MacMillan催化剂功能化的酚醛树脂多相催化效果。研究结果表明,这种MacMillan催化剂功能化的酚醛树脂具有和均相MacMillan催化剂类似的对映选择性和稍低的催化活性。在本论文的第三章中,我们报道了MacMillan催化剂功能化的有序介孔酚醛树脂的合成和初步表征。以4和苯酚、甲醛通过聚合形成的A阶酚醛树脂为前驱体,我们采用在模板剂作用下溶剂挥发诱导有机-有机自组装的方法合成MacMillan催化剂功能化的有序介孔酚醛树脂,并通过固体核磁、粉末XRD等表征手段方式对其进行初步的表征。
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